WEBVTT

00:00:00.564 --> 00:00:04.209
Mijn studenten en ik werken
aan hele kleine robots.

00:00:04.209 --> 00:00:06.426
Deze kun je zien als mechanische versies

00:00:06.426 --> 00:00:10.016
van iets waar jullie allemaal
bekend mee zijn: een mier.

00:00:10.016 --> 00:00:12.776
Iedereen weet dat mieren
en andere net zo grote insecten

00:00:12.776 --> 00:00:15.012
in staat zijn tot ongelooflijke dingen.

00:00:15.012 --> 00:00:18.197
Iedereen heeft al eens een groep mieren,
of iets soortgelijks,

00:00:18.197 --> 00:00:22.467
een frietje zien wegdragen
bij een picknick, bijvoorbeeld.

NOTE Paragraph

00:00:22.467 --> 00:00:25.910
Maar wat zijn de echte uitdagingen
bij het ontwerp van deze mieren?

00:00:25.910 --> 00:00:29.861
Ten eerste: hoe stoppen we
alle capaciteiten van een mier

00:00:29.861 --> 00:00:31.909
in een robot die even groot is?

00:00:31.909 --> 00:00:34.513
Eerst moeten we uitzoeken
hoe we ze gaan laten bewegen

00:00:34.513 --> 00:00:35.923
als ze zo klein zijn.

00:00:35.923 --> 00:00:38.223
Er zijn mechanismen als
poten en motoren nodig

00:00:38.223 --> 00:00:40.072
om die voortbeweging te ondersteunen

00:00:40.072 --> 00:00:42.563
en we hebben sensoren,
kracht en controle nodig

00:00:42.563 --> 00:00:46.525
om alles samen te voegen tot
een semi-intelligente robotmier

00:00:46.525 --> 00:00:49.071
Ten slotte, om alles
functioneel te krijgen

00:00:49.071 --> 00:00:53.019
willen we er veel bij elkaar hebben
om grotere taken te kunnen uitvoeren.

NOTE Paragraph

00:00:53.019 --> 00:00:55.710
Ik begin met beweeglijkheid.

00:00:55.710 --> 00:00:58.871
Insecten bewegen zich ongelooflijk soepel.

00:00:58.871 --> 00:01:00.559
Deze video is van UC Berkeley.

00:01:00.559 --> 00:01:03.342
Het laat een kakkerlak zien
die over ruig terrein loopt

00:01:03.342 --> 00:01:05.195
zonder om te vallen.

00:01:05.195 --> 00:01:09.192
Dit lukt omdat zijn poten gemaakt zijn
van een combinatie van hard materiaal,

00:01:09.192 --> 00:01:11.545
normaal gebruikt bij het maken van robots,

00:01:11.545 --> 00:01:13.144
en zachte materialen.

00:01:14.374 --> 00:01:18.201
Springen is een andere interessante manier
van voortbewegen als je klein bent.

00:01:18.201 --> 00:01:22.270
Deze insecten slaan energie op in
een veer en laten die supersnel vrij

00:01:22.270 --> 00:01:24.647
voor het hoge vermogen 
dat ze nodig hebben

00:01:24.647 --> 00:01:26.594
om uit het water te kunnen springen.

NOTE Paragraph

00:01:26.594 --> 00:01:29.403
Een van de grote bijdragen
uit mijn laboratorium

00:01:29.403 --> 00:01:32.153
is het combineren van
hard en zacht materiaal

00:01:32.153 --> 00:01:34.367
in piepkleine machines.

00:01:34.367 --> 00:01:37.532
Dit 'machientje' is ongeveer
4 millimeter lang,

00:01:37.532 --> 00:01:39.220
dus heel erg klein.

00:01:39.220 --> 00:01:43.058
Het harde materiaal is silicium en het
zachte materiaal is siliconenrubber.

00:01:43.058 --> 00:01:45.953
Het basisidee is dat we
het samendrukken,

00:01:45.953 --> 00:01:48.654
energie in de veer opslaan 
en loslaten voor de sprong.

00:01:48.654 --> 00:01:52.037
Nu nog zonder motor of stroom.

00:01:52.037 --> 00:01:54.800
Het wordt aangedreven door
een methode die we in mijn lab

00:01:54.800 --> 00:01:57.472
"promovendus met pincet" noemen.
(Gelach)

00:01:57.472 --> 00:01:59.306
In de volgende video zie je

00:01:59.306 --> 00:02:02.333
dat dit kleintje het erg goed doet.

00:02:02.333 --> 00:02:05.947
Dit is Aaron, de promovendus
in kwestie, met het pincet

00:02:05.947 --> 00:02:08.630
en je ziet dat dit machientje
van 4 millimeter

00:02:08.630 --> 00:02:10.841
bijna 40 centimeter hoog springt.

00:02:10.841 --> 00:02:13.265
Dat is ongeveer 100 keer
zijn eigen lengte.

00:02:13.265 --> 00:02:15.221
Het overleeft en stuitert op de tafel.

00:02:15.221 --> 00:02:18.735
Het is erg stevig en overleeft prima
totdat we het kwijtraken

00:02:18.735 --> 00:02:21.361
omdat het zo extreem klein is.

NOTE Paragraph

00:02:21.361 --> 00:02:23.970
Uiteindelijk willen we er
ook motors aan toevoegen.

00:02:23.970 --> 00:02:27.086
Studenten in het lab
werken al aan millimetergrote motoren

00:02:27.086 --> 00:02:30.056
voor die kleine, autonome robots.

00:02:30.056 --> 00:02:31.747
Om echter nu al op deze schaal

00:02:31.747 --> 00:02:34.258
beweeglijkheid en voortbeweging 
te simuleren,

00:02:34.258 --> 00:02:36.241
spelen we vals en gebruiken we magneten.

00:02:36.241 --> 00:02:39.317
Dit laat iets zien dat uiteindelijk
deel wordt van een robotpoot.

00:02:39.317 --> 00:02:41.334
Je ziet de siliconenrubberen gewrichten.

00:02:41.334 --> 00:02:43.963
Een ingebouwde magneet
wordt aangedreven

00:02:43.963 --> 00:02:46.266
door een extern magnetisch veld.

NOTE Paragraph

00:02:46.266 --> 00:02:48.949
Dit leidt tot de robot
die ik al eerder liet zien.

00:02:49.959 --> 00:02:53.110
Het interessante dat deze robot
ons kan helpen begrijpen

00:02:53.110 --> 00:02:55.117
is hoe insecten op deze schaal bewegen.

00:02:55.117 --> 00:02:57.342
We hebben een erg
goed beeld van hoe alles,

00:02:57.342 --> 00:02:59.304
van kakkerlak tot olifant, beweegt.

00:02:59.304 --> 00:03:02.228
We springen allemaal
een beetje als we rennen.

00:03:02.228 --> 00:03:05.833
Als ik heel klein ben, 
zal mijn voortbeweging meer afhangen

00:03:05.833 --> 00:03:09.408
van de krachten tussen mijn voeten 
en de grond dan van mijn massa.

00:03:09.408 --> 00:03:11.642
Vandaar die sprongbeweging.

00:03:11.642 --> 00:03:13.317
Dit ventje werkt nog niet echt,

00:03:13.317 --> 00:03:16.392
maar we hebben al grotere
versies die rondrennen.

00:03:16.392 --> 00:03:20.277
Dit is ongeveer een kubieke
centimeter, erg klein dus.

00:03:20.277 --> 00:03:23.179
Hij legt al 10 lichaamslengten
per seconde af

00:03:23.179 --> 00:03:24.565
of 10 centimeter per seconde.

00:03:24.565 --> 00:03:26.598
Dat is best snel voor een klein ventje

00:03:26.598 --> 00:03:28.960
en dit is alleen beperkt
door onze testopstelling.

00:03:28.960 --> 00:03:31.607
Dit geeft een idee van hoe
het momenteel werkt.

00:03:31.947 --> 00:03:36.241
We kunnen ook 3D-geprinte versies maken
die over hindernissen kunnen klimmen,

00:03:36.241 --> 00:03:39.280
zoals de kakkerlak die
jullie eerder al zagen.

NOTE Paragraph

00:03:39.280 --> 00:03:42.166
Uiteindelijk willen we
alles in de robot krijgen.

00:03:42.166 --> 00:03:45.859
We willen sensoren, stroom,
besturing en aandrijving ineen.

00:03:45.859 --> 00:03:48.765
Niet alles hoeft bio-gebaseerd te zijn.

00:03:48.765 --> 00:03:51.900
Deze robot is net zo groot
als een Tic Tac.

00:03:51.900 --> 00:03:55.849
In dit geval gebruiken we geen magneten
of spieren voor de voortbeweging,

00:03:55.849 --> 00:03:58.044
maar raketten.

00:03:58.044 --> 00:04:00.940
Dit is micro-gefabriceerd
materiaal met hoge energie-inhoud.

00:04:00.940 --> 00:04:03.539
We kunnen er kleine pixels van maken

00:04:03.539 --> 00:04:07.326
en ze op de buik van
de robot plaatsen

00:04:07.326 --> 00:04:11.722
waardoor hij gaat springen
als hij een lichtimpuls krijgt.

NOTE Paragraph

00:04:12.645 --> 00:04:14.618
Deze video is een van mijn favorieten.

00:04:14.618 --> 00:04:17.658
Dit is een robot van 300 milligram

00:04:17.658 --> 00:04:20.064
die acht centimeter hoog springt.

00:04:20.064 --> 00:04:22.974
De robot is 4 x 4 x 7 millimeter groot.

00:04:22.974 --> 00:04:25.130
In het begin zie je een felle flits

00:04:25.130 --> 00:04:26.622
waardoor het systeem reageert

00:04:26.622 --> 00:04:28.530
en de robot door de lucht schiet.

00:04:28.530 --> 00:04:30.139
Dat was de grote flits

00:04:30.139 --> 00:04:33.336
en je ziet dat de robot gelanceerd wordt.

00:04:33.336 --> 00:04:36.368
Dat allemaal zonder draden.

00:04:36.368 --> 00:04:38.862
Alles zit in de robot en
die springt als reactie

00:04:38.862 --> 00:04:43.243
op het licht van de bureaulamp
die door de student werd aangezet.

NOTE Paragraph

00:04:43.243 --> 00:04:46.897
Je kan je misschien voorstellen welke
toffe dingen allemaal mogelijk zijn

00:04:46.897 --> 00:04:51.604
met robots op deze schaal die kunnen
rennen, kruipen, springen en rollen.

00:04:51.604 --> 00:04:55.394
Stel je de puinhoop voor 
na een natuurramp als een aardbeving.

00:04:55.394 --> 00:04:57.553
Beeld je in dat deze kleine robots


00:04:57.553 --> 00:05:00.171
in het puin op zoek gaan 
naar overlevenden.

00:05:00.171 --> 00:05:03.127
Stel je voor dat veel kleine robots
over een brug krioelen,

00:05:03.127 --> 00:05:05.286
die brug checken en ze veilig kunnen maken

00:05:05.286 --> 00:05:10.466
tegen instortingen
zoals deze bij Minneapolis in 2007.

00:05:10.466 --> 00:05:12.984
Of beeld je in wat je zou kunnen doen

00:05:12.995 --> 00:05:15.518
met robots die door je bloed zwemmen.

00:05:15.518 --> 00:05:17.851
Te gek hè?
'Fantastic Voyage', Isaac Asimov.

00:05:17.851 --> 00:05:22.206
Je kan geopereerd worden zonder
eerst opengesneden te hoeven worden.

00:05:22.206 --> 00:05:24.936
Of we kunnen onze manier van
bouwen radicaal veranderen

00:05:24.936 --> 00:05:28.343
als we kleine robots hebben die
werken net zoals termieten dat doen.

00:05:28.343 --> 00:05:31.818
Ze bouwen ongelooflijke torens 
van 8 meter hoog.

00:05:31.818 --> 00:05:34.911
Net goed geventileerde flatgebouwen.

00:05:34.911 --> 00:05:37.314
Je vindt ze in Afrika en Australië.

NOTE Paragraph

00:05:37.314 --> 00:05:39.717
Ik denk dat ik enkele
mogelijkheden heb getoond

00:05:39.717 --> 00:05:42.154
van wat we allemaal kunnen
met deze kleine robots.

00:05:42.154 --> 00:05:46.561
Tot nu toe hebben we redelijke vooruitgang
geboekt, maar nog lang niet voldoende,

00:05:46.561 --> 00:05:49.419
en hopelijk kunnen enkelen
van jullie daaraan meewerken.

NOTE Paragraph

00:05:49.419 --> 00:05:51.187
Heel erg bedankt.

NOTE Paragraph

00:05:51.187 --> 00:05:53.391
(Applaus)